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厦大张学骜/蔡伟伟、国防科技大学邓楚芸/罗威《ACS AMI》: 多层硒化铂电子器件的能量耗散及电击穿

时间：2022-11-16 来源： 浏览：

厦大张学骜/蔡伟伟、国防科技大学邓楚芸/罗威《ACS AMI》: 多层硒化铂电子器件的能量耗散及电击穿

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#PtSe2 2 个
#能量耗散 2 个
#边界热导 2 个
#电击穿 2 个
#纳米互连 2 个

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进入后摩尔时代，现代功能化电子器件面临高功率密度和集成度的挑战，这促使人们研究微米、纳米尺度的能量耗散，以提升二维 ( Two-dimensional, 2D ) 电子器件的性能和稳定性。 近期， 2D 硒化铂 (PtSe 2 ) 由于其独特的多功能特性，在开发下一代功能器件中展现出不俗的潜力。为了实现 PtSe 2 器件的实际应用，了解 PtSe 2 与其基材之间的界面热特性以及 PtSe 2 器件的工作阈值是至关重要的。然而目前针对 PtSe 2 器件的能量耗散研究仍比较稀缺。
有鉴于此，厦门大学二维材料与物性课题组张学骜教授、蔡伟伟教授与国防科技大学低维材料器件物理课题组邓楚芸副研究员、罗威博士（共同通讯作者）在《 ACS Applied Materials & Interfaces 》上发表题为 “ Energy Dissipation and Electrical Breakdown in Multilayer PtSe 2 Electronics ” 的合作研究论文。该研究通过电偏置拉曼测温法，识别了多层 PtSe 2 器件的能量耗散行为，并提取得到 PtSe 2 / SiO 2 界面的实际界面热导( Thermal boundary conductance, TBC) 数值为 8.6 MW m -2 K -1 ， 该值属于已知固-固界面的低端，这表明多层 PtSe 2 器件可应用于热电器件或其它依赖于大温度梯度的器件。此外， PtSe 2 器件的最大电流密度决定了其阈值功率，探究 PtSe 2 器件的阈值工作状态有助于改进器件设计和指导未来相关应用，因此，本文研究了多层 PtSe 2 器件的电击穿，得到了其击穿电流密度为 17.7 MA cm -2 ， 阈值功率密度为 0.2 MW cm -2 ， 以上数值大于常用的金属铝、铜的典型值。这些结果为研究多层 PtSe 2 器件的能量耗散提供了关键性的见解，并使 PtSe 2 成为热限制和纳米薄膜互连等应用的优秀候选材料，这将有利于高能效功能化 2D 器件的发展。
图 1 多层 PtSe 2 薄片的表征。
图 2 多层 PtSe 2 器件的电学表征。
图 3 多层 PtSe 2 器件的热阻。
图 4 多层 PtSe 2 器件的电击穿。
厦门大学与国防科技大学联合培养博士研究生刘潇为该论文的第一作者，厦门大学张学骜教授、蔡伟伟教授与国防科技大学邓楚芸副研究员、罗威博士为该论文的通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、国防科技大学自主科研项目支持。

原文链接

https://doi.org/10.1021/acsami.2c15252

相关进展

深大王卓教授和NUS Wee教授等《Adv. Electron. Mater.》: 精确地给出了PtSe2电子结构随层数的变化

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